Q. 건물 전면 유리를 하면 열 손실이 큰데 이를 보완하는 기술이 있나요?
안녕하세요. 염정흠 전문가입니다.유리가 단열에 취약한 것은 사실입니다. 그래서 프레임과 유리의 단열 성능을 높이려고 많은 연구를 거쳤었고, 현재는 예전에 비해서 매우 높은 성능을 가지게 되었습니다. 단열에 대해서 프레임은 외측에 노출된 부분과 내측부분 사이에 열전도율이 낮은 부재를 사용하였습니다. 유리는 2장 이상의 복층유리로 만들어 유리와 유리 사이를 진공상태로 만든 뒤 열전도율을 낮춰줄 아르곤 가스를 주입하였고, 두 장 이상의 유리 중 하나에는 열전도율을 낮출 수 있는 코팅을 하였습니다.(Low-E:저방사) 로이유리라 불리며 유리에 열을 반사해주는 금속재(은막) 필름을 코팅하는 것입니다.위에 설명한 것 외에도 다양한 방식이 적용되어서 열전도율을 많이 낮췄지만 벽체에 단열재를 부착하는 것에 비하면 턱 없이 부족한 성능입니다. 사실상 열손실에 취약한 것은 여전합니다. 그나마 나아진 것입니다. 이를 보완할 실질적인 해결책은 없다고 보시는게 좋습니다. 경관이 잘 보이고 개방감을 주기 위해 통창을 쓰고 그 위에 단열재를 부착할 수도 없기 때문에 그냥 사용하는 것이 맞을 것입니다. 그래도 예전에 비해서 열전도율이 계속 낮아지고 있고, 기밀성이 높아짐에 따라 소위 말하는 외풍은 줄어들고 있습니다. 커튼 같은 것을 사용하여 여름철 복사열과 겨울철 냉기를 줄여주면 더 좋습니다. 덤으로 인테리어 효과도 얻을 수 있습니다.
Q. 건물을 올릴때 가장필요한 재료로 철근
안녕하세요. 염정흠 전문가입니다.건축물이 외력을 받을 때 상부에서 눌려지는 힘만 받는 것이 아닙니다. 측면에서도 미는 힘이 발생하고, 외력에 의해서 건축물이 회전하듯이 변형되며 파괴되기도 합니다. 기둥의 경우 측면에서 힘을 받거나 보가 하중에 의해 중앙부가 눌려지며 기둥 상부를 당기듯 영향을 줍니다. 그때 기둥의 상하부 단부부터 휨이 발생합니다. 그리고 보에서도 중앙부에 힘이 작용하면 단부부터 휨이 발생하고 중앙부에 처짐이 발생할 수 있습니다. 휨이 발생한다고 보면 휘어지는 안쪽은 압축이 되고, 바깥쪽은 인장이 됩니다. 그 외에도 여러 형태의 힘이 발생하고, 그에 따라 압축과 인장이 발생합니다.위 내용을 보면 기본적으로 건축물에는 압축력이 발생되는 곳이 있고, 인장력이 발생하는 곳이 있다는 것을 알 수 있습니다. 철근콘크리트 구조에서 압축력에 대응하여 버텨주는 것이 콘크리트이며, 인장력에 대응하여 버텨주는 것은 철근입니다. 만약 철근이 없다면 상부로부터 수직으로 발생하는 힘에는 버틸 수 있겠지만 힘의 각도가 조금만 바뀌어도 인장력을 버틸 수 있는 것이 없다는 것입니다. 그럴 경우 건물이 파괴될 때 빠른 속도로 파괴될 것입니다. 하지만 철근이 있다면 파괴가 되더라도 어느 정도 버티면서 천천히 무너질 수도 있습니다. 그 동안 대피할 수 있다는 것입니다. (철근량이 부족하다면 건물이 무너지는 시간이 짧아질 수 있습니다.)아래에 간단히 설명을 추가하겠습니다.첨부한 그림은 흔한 형태의 기둥과 보의 구조인데, 만약 보의 중앙에 화살표 방향의 힘이 작용하면 구조체는 노란색 선과 같이 휘어지게 됩니다. 더이상 버텨낼 수 없을 정도의 힘이 작용하면 파괴되는 것입니다. 저 휘어지는 부분들이 압축과 인장이 동시에 나타나는 곳들인데 철근과 콘크리트가 각각의 힘에 대응하여 버텨주는 것입니다. 그림에서는 단순한 형태지만 건축물은 더 복잡하게 구조체들이 역이게 됩니다. 그렇기 때문에 구조설계시 여러가지 힘을 반영하여 프로그램의 시뮬레이션을 거쳐서 적절한 배근량과 구조체의 크기, 부재의 강도 등을 결정해주는 것입니다.
Q. 고층빌딩이 가장중요하게 생각되는게
안녕하세요. 염정흠 전문가입니다.요즘은 구조안전의 확인 대상 범위를 확대하여 2층 이상, 연면적 200제곱미터 이상, 높이 13미터 이상 등 여러 기준 중 하나만 해당이 되어도 구조안전 확인서를 작성해야 됩니다. 이를 증명하기 위한 서류가 첨부되어야 하는데, 구조도면과 구조계산서 등을 첨부합니다. 구조계산서를 작성할 때 내진설계를 포함하여 건축물에 작용할 수 있는 다양한 외력들을 반영합니다. 지진하중, 풍하중, 적설하중, 건축물의 자체하중 등을 반영합니다. 그리고 오랫동안 축척된 통계기록 상 재해 강도를 기준으로 계산하게 됩니다. 지역마다 차이가 있어 그런 점을 고려하여 지역계수란 것도 적용하고 있습니다. 통계상 재해 발생이 잦았을수록 기준이 강화 됩니다. 건축물 마다 규모와 용도에 따른 이용자수도 달라지기 때문에 규모와 용도에 따른 중요도 등급에 차이를 둡니다. 위 내용 중 초고층 건물이라면 중요도에 차이가 있어 등급이 높아질 것입니다. 그러면 적용되는 하중에 중요도 계수를 적용하여 더 강한게 기준을 잡습니다. 전체적으로 구조체의 크기가 커지고, 배근량이 늘어나게 될 것입니다. 그리고 더 안전하게 만들고자 한다면 건축물에 작용한 외력에 의해 발생한 진동을 대신 받아서 진동을 제거해주는 장비를 설치하기도 합니다. 추가로 초고층 건물의 경우 평소에도 바람의 영향을 많이 받기 때문에 영향을 적게 받을 수 있는 외형으로 디자인 하는 경우도 있고, 유연하게 움직이며 반응할 수 있게 계획합니다. 초고층건물을 포함하여 규모가 커질수록 하중의 기준을 더욱 강하게 반영하며, 특별한 장비를 추가설치 하여 안전성을 높여 주기도 합니다.